一种外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，包括以下组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：硅烷偶联剂1.0～10.0％、成膜剂5.0～35.0％、润滑剂0.5～5.0％、抗静电剂0.1～1.0％、水57.2～93.4％；其中，成膜剂为聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的混合物，混合物中聚丙烯蜡乳液的质量大于聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的质量之和。该浸润剂可以使玻璃纤维直接纱和聚丙烯界面结合点增多，结合力增大，在界面结合方面较普通玻璃纤维产品有较大提升；聚丙烯制品的干态强度优异，从而满足市场及应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂及其应用
本专利技术涉及浸润剂
，具体涉及一种外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂及其应用。
技术介绍
拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺。拉挤成型技术是一种以连续纤维及其织物或毡类材料增强型材的工艺方法。基本工艺过程一般为增强材料在外力的牵引下，经浸胶、预成型、热模固化，在连续出模后经定长切割或一定的后加工，得到型材制品；其主要用于制作实心钓鱼竿和电器绝缘材料等。我国从80年代开始引进国外的拉挤生产线以及拉挤生产工艺，经过了将近30年的发展，业内人员在借鉴和消化国外先进技术的基础上，不断研究新工艺，开发新产品，从而有力地推动了国内拉挤成型工业。传统拉挤工艺，应用领域单一，普遍拉挤成棒材，存在单向强度高，横向强度低的问题。随着新兴市场的崛起，尤其是汽车、货车等箱体材料应用越来越广，拉挤工艺又有了新的改良。目前市场上一些厂家，通过拉挤法将玻纤涂覆浸润后，通过模压设备加工成片材，再通过外退法去除纱束捻度，然后多维度层叠压制成板材，提供多轴向强度。这种材料可以用作货车、部分乘用车、货车等交通工具的箱体材料。相对于传统拉挤应用于增强环氧、不饱和等树脂，车用箱体材料普遍采用热塑性树脂，具备可回收，重复利用，浪费和污染少等优点。外退拉挤工艺增强热塑性材料属于全新的领域，而外退拉挤法本身属于全新的工艺，目前尚没有玻纤企业在该领域的研究。因此开发一款专供外退拉挤法增强热塑性树脂的产品，将有利于丰富公司的产品类型。随着工业不断发展，汽车、火车、航运等运输行业发展迅速，乘用车、货运车等箱体材料需求旺盛，使用该工艺增强热塑聚丙烯材料被用于车用箱体部件的增强材料，预计当前市场需求量在一万吨，后续每年将以10％以上幅度增长，因此开发该项目，市场前景广阔。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上面描述的问题。本专利技术的目的是提供一种外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，采用该浸润剂生产的玻璃纤维直接纱，在经过外退拉挤后制得的玻璃纤维增强的聚丙烯复合材料，具有较高的机械性能。根据本专利技术的一个方面，提供一种外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，包括以下组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：其中，所述成膜剂为聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的混合物，所述混合物中聚丙烯蜡乳液的质量大于聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的质量之和。其中，所述抗静电剂采用阳离子型抗静电剂；所述润滑剂为脂肪醇溶液。其中，各组分的含量以重量百分比表示如下：其中，所述成膜剂为聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的混合物，所述混合物中聚丙烯蜡乳液的质量大于聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的质量之和；所述抗静电剂采用阳离子型抗静电剂；所述润滑剂为脂肪醇溶液。其中，所述混合物中，所述聚乙烯蜡乳液与所述烃基改性聚氨酯乳液的质量相同。其中，所述聚丙烯蜡乳液的相对分子质量为50000-200000，所述聚乙烯蜡乳液的相对分子质量为50000-300000，所述羟基改性聚氨酯乳液的相对分子质量为10000-50000；所述聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液以及羟基改性聚氨酯乳液的质量比为3～20：1：1。其中，所述聚丙烯蜡乳液的相对分子质量为80000-200000，聚乙烯蜡乳液的相对分子质量为80000-300000，羟基改性聚氨酯乳液的相对分子质量为10000-30000；所述聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液以及羟基改性聚氨酯乳液的质量比为3～10：1：1。其中，所述硅烷偶联剂采用甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种。其中，各组分的重量百分比表示如下：其中，所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种；所述成膜剂为聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的混合物；且所述聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液以及羟基改性聚氨酯乳液的质量比为3～20：1：1。其中，各组分的重量百分比表示如下：其中，所述成膜剂为聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的混合物，所述聚丙烯蜡乳液的相对分子质量为50000-200000，所述聚乙烯蜡乳液的相对分子质量为50000-300000，所述羟基改性聚氨酯乳液的相对分子质量为10000-50000；所述抗静电剂采用阳离子型抗静电剂；所述润滑剂为脂肪醇溶液。本申请的外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂包括1.0～10.0％的偶联剂，其在复合材料中既能与增强材料表面的某些基团反应，增强玻璃纤维与聚丙烯树脂之间的结合强度，提高聚丙烯复合材料性能；还可以在拉丝过程中保护纤维。因此，合适的偶联剂选择和用量可以确保玻璃纤维短切原丝增强聚丙烯制品具有更好的机械性能。本专利技术中硅烷偶联剂采用甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种，优选的，为氨基硅烷偶联剂。硅烷偶联剂的含量优选为1.5～8.0％。本专利技术所述的成膜剂为聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的混合物，其用量之和占浸润剂的质量百分比表示为5.0～35.0％，优选为8.0～30.0％。其中，聚丙烯蜡乳液相较于聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液，与聚丙烯树脂相容性更好；因此，设置聚丙烯蜡乳液的质量大于聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的质量之和，使其在浸润剂的比重最大。在某些实施例中，聚乙烯蜡乳液与烃基改性聚氨酯乳液的质量相同。聚丙烯蜡乳液能提高玻璃纤维与聚丙烯树脂的相容性，使得最终制品具有优异的力学性能；当其相对分子质量为50000-200000时，与聚丙烯树脂具有良好的相容性；分子量越大，与聚丙烯树脂的相容性越好；因此，优选的，分子质量为80000-200000。聚乙烯蜡乳液和烃基改性聚氨酯乳液的使用可以有效的提高玻璃纤维的耐磨性，提高工艺的顺畅性。研究中发现，聚乙烯蜡乳液的相对分子质量为50000-300000时，有利于提高玻璃纤维耐磨性；当分子量进一步增大，可以进一步提高玻璃纤维耐磨性，因此，优选分子质量80000-300000。羟基改性聚氨酯乳液的相对分子质量为10000-50000，优选10000-30000；烃基改性聚氨酯乳液的分子量不宜过大，分子量过大会导致玻璃纤维在聚丙烯树脂中的分散效果变差。聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液对玻璃纤维与聚丙烯树脂的相容性和使用工艺的耐磨性有着重要的影响。在本专利技术中优先考虑玻璃纤维与树脂的相容性，聚丙烯蜡乳液占主要比重；而聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液对玻璃纤维的耐磨性有影响，可以提高使用工艺性，但比例过高则会影响玻璃纤维与树脂的浸渍效果。在研发过程中，通过大量实验配比发现，聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的用量百分比为3～20:1:1可以达到比较好的综合效果，优选为3～10:1:1。本专利技术所选用的润滑剂为脂肪醇溶液，脂肪醇溶液润滑效果良好，同时兼顾一定的耐温性；过高的脂肪醇溶液含量会影响玻璃纤维与树脂结合效果，因此，将其含量控制在0.5～5.0％，优选为0.5～4.0％。本专利技术抗静电剂采用的阳离子型抗静电剂，具有较好的抗静电效果；具体的，可以为季铵盐类抗静电剂。本专利技术中，抗静电剂的含量为0.1～1.0％，优选为0.1～0.8％。抗静电剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于，包括以下组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：

【技术特征摘要】
1.一种外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于，包括以下组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：其中，所述成膜剂为聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的混合物，所述混合物中聚丙烯蜡乳液的质量大于聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的质量之和。2.如权利要求1所述的外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于，所述抗静电剂采用阳离子型抗静电剂；所述润滑剂为脂肪醇溶液。3.如权利要求1所述的外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于，各组分的含量以重量百分比表示如下：其中，所述成膜剂为聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的混合物，所述混合物中聚丙烯蜡乳液的质量大于聚乙烯蜡乳液和羟基改性聚氨酯乳液的质量之和；所述抗静电剂采用阳离子型抗静电剂；所述润滑剂为脂肪醇溶液。4.如权利要求1或3所述的外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于，所述混合物中，所述聚乙烯蜡乳液与所述烃基改性聚氨酯乳液的质量相同。5.如权利要求1或3所述的外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于，所述聚丙烯蜡乳液的相对分子质量为50000-200000，所述聚乙烯蜡乳液的相对分子质量为50000-300000，所述羟基改性聚氨酯乳液的相对分子质量为10000-50000；所述聚丙烯蜡乳液、聚乙烯蜡乳液以及羟基改性聚氨酯乳液的质量比为3～20：1：1。6.如权利要求5所述的外退拉挤法增强聚丙烯用玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志坚，费振宇，章建忠，钱宇卿，樊家澍，严忠平，王跃波，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33